[发明专利]一种高纯氧化锌的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属氧化物技术领域，尤其涉及一种高纯氧化锌的制备方法。

背景技术

氧化锌(ZnO)，俗称锌白，是锌的一种氧化物，难溶于水，可溶于酸和强碱。氧化锌以其较低的膨胀系数、比表面积大、遮盖能力强以及铁元素含量少的优势被广泛应用于陶瓷产品制备领域，以高纯度氧化锌制备得到的陶瓷制品，色差小、光洁度高并且具有良好的高热振动和机械振动效果。

目前常用的氧化锌的制备方法有湿法，湿法多通过浸泡将原料中的杂质和其他金属原料浸出后压滤得到锌含量95wt％以上的锌锭，再通过高炉煅烧生产氧化锌，在锌锭煅烧制备氧化锌的过程中要对锌锭先进行粉碎球磨，再进行煅烧，不仅工艺繁琐还会消耗大量能量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高纯氧化锌的制备方法，本发明提供的制备方法工艺简单，锌锭煅烧前无需进行粉碎球磨的过程。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高纯氧化锌的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供含锌原料的浆料；所述原料中包括锌和铁，所述原料中锌的质量百分含量不低于5wt％；所述原料的粒径为100～150目；

(2)采用酸性溶液对所述步骤(1)的浆料进行中性浸出，固液分离后得到中性浸出液；

(3)将所述步骤(2)得到的中性浸出液进行除铁后固液分离，得到除铁料液；

(4)将所述步骤(3)得到的除铁料液进行沉锌反应，得到含锌沉淀；

(5)煅烧所述步骤(4)得到的含锌沉淀，得到高纯氧化锌。

优选的，所述步骤(2)的浆料中含锌原料的质量与初始酸性溶液的体积比为(3.5～4.5)g：1L；所述酸性溶液的初始浓度为90～110g/L；

所述中性浸出的温度为65～70℃；所述中性浸出在混合液的pH值为4.8～5.4时终止。

优选的，所述步骤(2)的固液分离后还得到中性浸出滤渣，还包括：采用酸性溶液对所述中性浸出滤渣进行酸性浸出，固液分离以后得到酸性浸出液；

将所述酸性浸出液进行沉锌反应，将得到的沉淀煅烧，得到高纯氧化锌。

优选的，所述酸性浸出用酸性溶液的初始浓度为150～200g/L，所述酸性浸出在酸性溶液的浓度为80g/L时终止；

所述中性浸出滤渣的质量和所述酸性浸出用酸性溶液的体积比为(3～4)g：1L；

所述酸性浸出的温度为80～90℃。

优选的，所述沉锌反应前还包括：采用锌原料对所述除铁料液或酸性浸出液进行置换反应。

优选的，所述步骤(1)中浆料的含水率为20～30wt％。

优选的，所述步骤(3)中除铁包括：将所述中性浸出液与H₂O₂混合后调节pH值为4.5～5.5；所述中性浸出液中铁离子与H₂O₂的物质的量比为(1.5～2)：1。

优选的，所述煅烧的温度独立为600～850℃。

优选的，所述沉锌反应包括：将所述除铁料液或酸性浸出液与碳酸盐混合进行沉锌反应；所述碳酸盐的用量以所述除铁料液或酸性浸出液中锌的含量为基准计，所述碳酸盐与所述锌的物质的量之比为1：(1.5～1.7)。

优选的，所述沉锌反应的温度为40～70℃，所述沉锌反应的时间为1～1.5h。

本发明提供了一种高纯氧化锌的制备方法，首先提供含锌原料的浆料；所述原料包括锌和铁，限定所述原料中锌的质量百分含量不低于5wt％和原料的粒径为100～150目；随后采用酸性溶液对所述浆料进行中性浸出，固液分离后得到中性浸出液，将得到的中性浸出液进行除铁后固液分离，得到处理液；对处理液进行沉锌反应，得到含锌沉淀，煅烧所述含锌沉淀，得到高纯氧化锌。本发明提供粒径为100～150目的含锌原料，通过与酸性溶液的混合，实现浸出液和滤渣的分离，对原料中锌的含量要求低，只需原料中锌的质量百分含量不低于5％即可；进一步结合除铁步骤，确保以此得到的沉淀中杂质的充分去除，进而避免沉锌过程中铁对锌沉淀的影响；通过前述步骤实现铁的充分去除，预煅烧处理的沉淀无需粉碎球磨直接进行煅烧过程即可得到高纯氧化锌。本发明实施例的结果表明，按照本发明制备方法得到的氧化锌纯度高达99.9％。

具体实施方式